Теоретические основы энергетического хозяйства предприятия

Энергетические балансы классифицируются по следующим признакам:

• назначению - перспективные, текущие, отчетные;

• видам энергоносителя - частные по отдельным видам энергоносителя (уголь, нефть, пар, газ, вода) и общие по сумме всех видов топлива;

• характеру целевого использования энергии (силового, технологического, производственно-хозяйственного значения).

Перспективные балансы составляются на длительный срок и используются при проектировании, реконструкции производства и для развития энергохозяйства предприятия в целом.

Текущие плановые балансы составляются на год с разбивкой по кварталам и являются основной формой планирования и потребления энергии всех видов.

Главная задача разработки планового баланса - обоснование плановой потребности предприятия в топливе и энергии для выполнения производственной программы предприятия по выпуску продукции - это расходная часть баланса. Обоснование наиболее рациональных возможность рассчитать потребность предприятия в энергии и топливе различных видов исходя из объема производства на предприятии и прогрессивных норм расхода, а также способов покрытия этой потребности, получение энергии со стороны и на собственных генерирующих установках - приходная часть баланса.

Отчетные (фактические) балансы предназначены для контроля за потреблением энергоносителей и выполнением плановых балансов, а также служат основным материалом для анализа использования носителей, оценки работы в области рационализации энергохозяйства и экономии (перерасхода) топлива и энергии.

Определение потребности предприятия в энергоресурсах базируется на использовании прогрессивных норм расхода. Для использования топлива и энергии различных видов применяются удельные нормы.

Под прогрессивной нормой расхода энергии и топлива понимается минимально допустимый ее расход, необходимый для изготовления единицы продукции или выполнения единицы работы в наиболее рациональных условиях организации производства и эксплуатации оборудования.

Нормы энергопотребления бывают суммарными на единицу (времени) продукции или вид работ и операционными (дифференцированными) - на деталь, операцию, отдельный технологический процесс.

Основным методом определения норм расхода является расчетно-аналитический, позволяющий рассчитать плановую норму с учетом изменений в режиме работы, параметров технологических процессов и других факторов, влияющих на величину удельного расхода.

В зависимости от характера целевого использования энергии удельные нормы подразделяются на технологические и вспомогательные нужды (освещение, отопление, вентиляцию и т. д.). При этом учитываются допустимые потери энергии в сетях. [2, с.145]

Плановая потребность предприятия в электроэнергии (общая) определяется по формуле:

 

Э = Эн*П+Эосв+Эо+Эв+Эпр+Эст+Эс                                                          (1.1)

 

где Эн – норма расхода силовой и технологической энергии на единицу товарной продукции;

П- планируемый объем производства в натуральном выражении;

Эосв – расход энергии на освещение;

Эо – расход энергии на отопление;

Эв – расход энергии на вентиляцию;

Эпр – потребление энергии на прочие нужды;

Эст – отпуск на сторону;

Эс – потери в сетях предприятия.

Плановая потребность энергии по цехам определяется с помощью удельных норм расхода двигательной и технологической энергии на единицу продукции, а также объема производства в натуральном или других измерителях.

Годовой расход электроэнергии на освещение определяется по нормам расхода на 1 метр квадратный площади здания, а годовое количество часов работы светильников принимают в зависимости от количества часов работы в сутки (коэффициента сменности) и дней в год. Общую потребность предприятия в электроэнергии определяются по объектам и видам работ, подразделениям и целевому назначению – потребность силовой энергии на двигательную силу технологических и подъемно-транспортных устройств, на технологические процессы (электросварку, электроплавку, электролиз и т.п.), освещение, собственные нужды электростанции (освещение, вентиляцию, водопровод, подачу топлива) и отпуск электроэнергии на сторону, включая своему непромышленному хозяйству.

Потребность электроэнергии на освещение находят по формуле:

 

Эосв = Nсв*Мсв*Фд*Kо.р/1000                                                                     (1.2)

 

где Nсв – количество светильников (лампочек),шт.;

Мсв – средняя мощность одной лампочки, Вт;

Фд – действующий фонд времени работы электродвигателей в данном периоде, ч;

Kо.р – коэффициент, учитывающий одновременное включение светильников (лампочек).

Годовой расход силовой электроэнергии Эд определяют по установленной мощности силовых токоприемников и коэффициентов спроса, использование по времени и мощности:

 

Эд = Мд*Фд*Км*Кз.о/К1*К2                                                                  (1.3)

 

где Мд – суммарная установленная мощность по группе оборудования, кВт;

Фд – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Км – коэффициент, учитывающий загрузку оборудования по мощности;

Кз.о – коэффициент, учитывающий неравномерность использования оборудования по времени;

К1 и К2 – коэффициенты, учитывающие соответственно КПД двигателей и потери в сети.[1, с.309]

Количество пара для производственных целей определяется на основе удельных норм расхода соответствующего потребителя. Например, на обогрев сушильных камер (на 1 тонну обогреваемых деталей) периодического действия расходуется 100 кг/ч; для непрерывного действия сушильных камер (конвейеров) – 45-75 кг/ч.

Количество пара для отопления здания определяется по формуле:

 

Q_п = q_п*t_о*F_g*V_з/J*1000         (1.4)

 

где q_п – расход пара на 1 м³ здания при разности наружной и внутренней температуры в 1 ⁰С;

t_о – разность наружной и внутренней температур отопительного периода, ⁰С;

F_g – длительность отопительного периода, ч;

V_з – объем здания (по наружному обмеру), м³;

J – теплосодержание пара (540 ккал). [11, с.312]

Количество топлива для производственных нужд предприятия (термической обработки металла, плавки металла, сушки литейных форм и т.д.) рассчитывается по формуле:

 

Q_пн = q*N_пл/К_э          (1.5)

 

где q – норма расхода условного топлива на единицу выпускаемой продукции;

N_пл – плановый объем выпускаемой продукции в натуральном выражении;

К_э – калорийный эквивалент применяемого вида топлива.

Количество сжатого воздуха для производственных целей (м³) определяется по формуле:

Q_в = 1,5*∑d*K_и* F_э* K_з         (1.6)

 

где 1,5 – коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в трубопроводах, в местах неплотного их соединения;

d – расход сжатого воздуха в час при непрерывной работе воздухоприемника, м³;

K_и – коэффициент использования воздухоприемника во времени;

K_з – коэффициент загрузки оборудования.

Количество воды для производственных целей определяется по нормативам исходя из часового расхода:

 

Q_в = q_в*С_пр*F_э*K_з/1000         (1.7)

 

где q_в – часовой расход воды на один станок, л;

F_э – эффективный фонд времени работы оборудования (потребителей электроэнергии) за плановый период (месяц, квартал, год), ч;

K_з – коэффициент загрузки оборудования. [11, с.313]

Расчет потребности в энергии, топливе позволяет составить приходную и расходную части частных энергобалансов по каждому ее виду, разработать сводный энергобаланс топливно-энергетических ресурсов.

Предприятие, получающее электроэнергию для производственных нужд от энергосистем, оплачивают ее стоимость по двухставочному тарифу, включающему годовую плату за 1 кВт заявленной (абонированной) потребителем максимальной мощности, участвующие в максимуме нагрузки энергосистемы, и плату за 1 кВт*ч отпущенной активной электроэнергии. Под заявленной мощностью понимается абонированная потребителем наибольшая получасовая электрическая мощность, совпадающая с периодом максимальной нагрузки энергосистемы.

Осветительная энергия оплачивается по одноставочному тарифу.

При организации электропотребления на предприятиях необходимо выполнять следующие требования: учет потребляемой энергии на технологические нужды и освещение должен быть раздельным; каждый цех должен иметь отдельный учет активной и реактивной энергии по счетчикам, установленным на вводах; все крупные электроприемники внутри цеха (компрессоры, насосы, станки и т.п.) должны обеспечиваться индивидуальным учетом потребления энергии. [3, с.148]

Подытожив данный вопрос можно сказать, что мы рассмотрели все, что он предполагал, а конкретнее это: как проводится расчет плановой потребности предприятия в электроэнергии, потребность ее на освещение, как рассчитывается годовой расход силовой электроэнергии, какое количество пара необходимо для отопления зданий, количество топлива для производственных нужд предприятия и сжатого воздуха для производственных целей, а также количество воды для производственных целей.

 

1.4 Зарубежный опыт

 

На сегодняшний  день многие зарубежные компании в своей работе используют консультации специалистов по энергоаудиту, что является наиболее эффективным способом экономить. В Германии, например, этой услугой пользуется каждая вторая компания. Исходя из опыта некоторых предприятий, воспользовавшихся услугой аудита, можем сделать вывод, что это решение очень ответственное и важное. Оно должно быть принято осторожно и тщательно, потому что есть очень большое количество компаний, которые под вывеской энергоаудита скрывают ненужные, но дорогостоящие услуги. Хотя в свою очередь помощь настоящего профессионала может оказать бесценную услугу вашей компании.

В Польше, да впрочем, как  и в нашей стране, заинтересованность энергоэкономией по-прежнему мала. Таким образом, энергетический аудит как предварительная оценка потенциальной экономии энергии в компании требует ещё больших инвестиций, поощрений и финансовой поддержки. Только 7 процентов опрошенных компаний хотя бы один раз проводили исследования по усовершенствованию энергоэффективности. В Австралии, Германии или Бельгии, где консультации экспертов по вопросам энергии или аудита финансируется государством, этот процент равен 50.

Исследования по возможной  экономии должны быть как внутренними, так и внешними, дополняя друг друга, только тогда мы сможем иметь всесторонний взгляд на суть проблемы и варианты её решения. И, как результат, получим возможность сведения энергозатрат к минимуму. [8]

В Германии и Австрии в 2012 г. предполагают перейти на светодиодные светильники для освещения улиц, полностью отказавшись от натриевых ламп. Светодиодные светильники обещают огромную экономию средств. Кроме того, светодиодные светильники для уличного освещения более экологичны, что по мнению европейских потребителей крайне важно.

Освещение улиц, площадей и  мостов занимает десять процентов от общего объема потребления электроэнергии в Федеративной Республике Германия. Расходы правительства на уличное  освещение около 760 млн евро. Высоким  потенциалом для экономии средств могут стать светодиодные светильники. Традиционные колбы натриевых ламп в ближайшем будущем будут выведены из эксплуатации. Правительство Германии планирует отказаться от использования старых, неэффективных уличных фонарей. Если предлагаемый запрет ртутных паров от ламп вступит в силу, почти каждый второй уличный светильник в Германии, используемый для освещения проезжей части или городских территорий, должен быть заменен. Это является одним из шагов, позволяющих существенно сократить потребление энергии и сократить вред экологии, наносимый высокотоксичными парами ртути. [9]

Женева - наиболее правильно освещенный город Европы. 8 декабря 2010 г. во Франции Женева получила премию в конкурсе «Auroralia» за качество освещения общественных мест.

Вручаемая по случаю открытия знаменитого лионского фестиваля «Ночь света», премия «Auroralia» отмечает три города, установивших наиболее экологически экономичную, оригинальную и достойную подражания систему освещения. Цель ее - пропагандировать подобные начинания и распространять их в различных странах. Премия была создана в 2009 г. ассоциацией LUCI (Lighting Urban Community International), объединяющей около 60 городов на четырех континентах, в число которых входит и Москва. Главная цель ассоциации - объединить муниципальные власти, светотехнические компании и организации, занимающиеся вопросами освещения и светодизайна по всему миру и дать им возможность обмениваться информацией и опытом в области городского освещения.

В этом году жюри особо отметило женевский «План света», введенный в ночную жизнь городскими властями под лозунгом «Освещать лучше, потреблять меньше». Понятно, что речь идет об электроэнергии.

Один из пунктов плана - замена 4500 источников света в разных кварталах города, что позволило  сэкономить 2,6 ГВт в год, что равно потреблению электроэнергии 800 женевскими семьями. В денежном выражении экономия составит полмиллиона франков в год.

В ноябре муниципалитет Женевы отмечал обновление гирлянд вдоль  набережной. Эта световая цепочка  состоит сегодня из 4200 светодиодных (LED) лампочек. Они позволяют экономить до 90% электроэнергии без всяких потерь для качества освещения. Вот эти лампочки и были отмечены жюри «Auroralia». [13]

Как вывод следует  отметить, что множество стран  в том или ином размере прибегают  к экономии электроэнергии. Наглядным примером в данном вопросе стали такие страны как: Швейцария, Германия, Австрия, Польша. В каждой из них разрабатываются меры по экономии электроэнергии. Как результат данных мероприятий выступает, значительное сокращение потребляемой энергии и экономия средств предприятий и государства.